بطری‌ها، کیسه‌ها و انواع دیگر زباله‌های پلاستیکی به سرعت در محل‌های دفن زباله، اقیانوس‌ها و محیط جمع می‌شوند. ضمناً، وابستگی جهانی به بسته‌بندی‌ پلاستیکی در حال افزایش است. تبدیل زباله‌های پلاستیکی به محصولات مفید می‌تواند به کاهش این مشکل کمک کند. اما، تا کنون، پیشرفت کمی در تبدیل یکی از پلیمرهای تولید شده به نام پلی‌پروپیلن صورت گرفته است.

بر اساس تحقیقات ارائه شده در روز چهارشنبه در ACS Fall 2021، نشست انجمن شیمی آمریکا، شیمیدانان ممکن است به تازگی راه حلی ارائه داده باشند. در حالی که Pavel A. Kots در جلسه‌ای در بخش علم و فناوری کاتالیزور صحبت می‌کرد، گزارش داد که در حضور یک کاتالیزور روتنیوم، پلی‌پروپیلن می‌تواند با بازده بالا به روغن‌های روان‌کننده با ارزش برای موتورهای خودرو تبدیل شود.

Kots یک محقق فوق دکترا است که با Dionisios G. Vlachos از دانشگاه Delaware کار می‌کند. او آزمایشاتی را تشریح کرد که در آن او و همکارانش از فلزات واسطه و مواد پشتیبان برای تهیه کاتالیزورهای متعدد استفاده کردند، سپس توانایی آن‌ها را برای تجزیه انواع مختلف پلی‌پروپیلن مقایسه کردند. آن‌ها دریافتند که کاتالیزورهای متشکل از نانوذرات روتنیوم که با دی‌اکسید تیتانیوم پشتیبانی می‌شوند، به خوبی کار می‌کنند.

به طور خاص، این تیم نشان داد که تحت شرایط هیدروژنولیز ملایم، کاتالیزور روتنیوم به آسانی نمونه‌های پلی‌پروپیلن را دی‌پلیمریزه می‌کند، در حالی که آن‌ها را به روغن‌های هیدروکربنی با بازده بالا تا ۸۰% تبدیل می‌کند. این کاتالیزور بر روی انواع مختلف پلی‌پروپیلن، از جمله نمونه‌هایی با طیفی از وزن مولکولی و بطری‌ها و کیسه‌های پلی‌پروپیلن تجاری، به خوبی کار کرد. این تیم از برچسب‌گذاری ایزوتوپ و تکنیک‌های دیگر برای بررسی مکانیسم استفاده کردند. آن‌ها دریافتند که تجزیه پلیمر از طریق مراحل متوالی هیدروژنولیز اتفاق می‌افتد که به تدریج زنجیره های مولکولی بزرگ را به محصولات کوچک‌تر می شکند.

James D. Burrington، متخصص کاتالیزور و روان‌سازی که بیش از ۴۰ سال در صنعت گذرانده است، گفت: “پلی پروپیلن بخش بزرگی از مشکل زباله های پلاستیکی است. او گفت که این کشف همراه با روشن شدن مکانیسم باید انجمن کاتالیزور و کسانی که درگیر توسعه فناوری‌های پایدار برای بازیافت پلاستیک هستند، مورد توجه قرار گیرد.”

Scott H. Wasserman، مدیر تحقیق و توسعه در داو، این مطالعه را به عنوان “هم از نظر علمی و هم از نظر کاربردی قابل توجه” توصیف کرد. Wasserman توضیح داد که بازیافت پلاستیک اغلب به فرآیندهای مکانیکی محدود بوده است که در آن پلاستیک‌های پس از مصرف جمع‌آوری می‌شوند، به صورت مکانیکی پردازش می‌شوند و مجدداً به جریان تولید پلاستیک وارد می‌شوند.

Wasserman گفت: “بازیافت شیمیایی نیازمند اکتشافات کاتالیزوری بدیع و جدید برای تسهیل تجزیه مولکول‌های پلیمری بلند به مولکول‌های کوچک‌تر است. او خاطرنشان کرد که این کار نشان دهنده پیشرفت قابل توجه در آن نوع بازیافت است. وی افزود: شرایط ملایم پلیمریزاسیون این روش را به عنوان یک فرآیند بازیافت کم انرژی و مقرون به صرفه از نظر صنعتی جذاب می کند.”

Raymond J. Gorte، متخصص کاتالیزور در دانشگاه پنسیلوانیا، تحت تأثیر با انتخاب شیمیایی این روش قرار گرفته است. او گفت: “واقعاً قابل توجه است” که این روش عمدتاً هیدروکربن‌های مایع و بزرگ‌تر را تولید می‌کند که روغن‌های روان‌کننده را تشکیل می‌دهند، بدون تولید مقادیر قابل توجه‌ای آلکان سبک، که بسیار کم‌تر باارزش هستند.” وی افزود: “این کار استاندارد بسیار بالایی را برای تحقیقات آینده در این موضوع مهم تنظیم می‌کند.”

لینک خبر:

https://cen.acs.org/acs-news/acs-meeting-news/Turning-plastic-garbage-valuable-lube/99/web/2021/08

Polypropylene Plastic Waste Conversion to Lubricants over RuTiO2 Catalysts

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

محققان آب معده گاوهای آلپ را آزمایش کردند، و دریافتند که می‌تواند برخی از پلاستیک‌ها را تجزیه کند.

محققان در اتریش ممکن است راه حلی غیر محتمل برای مشکل آلودگی پلاستیک کشف کرده باشند: گاوها و میکروب‌هایی که در داخل معده آن‌ها پیدا شدند.

محققان دانشگاه Natural Resources and Life Sciences (BOKU) در وین، مرکز بیوتکنولوژی صنعتی اتریش و دانشگاه  Innsbruckدریافتند که پلاستیک‌های متداول توانستند زمانی که در معرض معده اول قرار گرفتند، تجزیه شوند، ماده ای که در بزرگ‌ترین قسمت معده گاو یافت می‌شود.

آن‌ها دریافتند میکروب‌ها و آنزیم‌هایی که در معده اول یافت می‌شوند، می‌توانند پلاستیک‌های رایج را تجزیه کنند – شامل پلاستیک‌هایی که به طور گسترده برای کیسه‌های پلاستیکی، بطری‌ها، منسوجات و بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شوند.

این مطالعه که در مجله علمی Frontiers منتشر شد، نمونه‌هایی از معده اول مربوط به گاوهای آلپ را در یک کشتارگاه در اتریش بررسی کرد.

محققان تأثیر معده اول را بر روی سه نوع پلاستیک آزمایش کردند – پلی‌‌اتیلن‌ترفتالات (PET)، پلی‌بوتیلن‌آدیپات‌ترفتالات (PBAT) و پلی‌اتیلن‌فورانوات (PEF).

برای هضم کردن، آموزش دیده است

پروفسور Georg Gübitz، از BOKU، به سی ان ان گفت که معده اول توانست پلاستیک‌ها را در «چند ساعت» تجزیه کند – و زمانی که به مدت کافی با آن (معده اول) عمل‌آوری شود، می‌تواند برخی از پلاستیک‌ها را به طور کامل تجزیه کند.

Gübitz گفت: این به دلیل این است که معده‌های گاوها از قبل برای تجزیه ماده غذایی سخت به تخریب، از جمله کوتین پلیمری گیاهی – یک ماده مومی شکل که در گیاهان، از جمله در پوست سیب و توت‌ها یافت می‌شود – آموزش دیده می‌شوند.

او گفت: “کوتین یک پلی‌استر است، نه هم‌سان، اما شبیه PET است، متداول ترین نوع پلاستیک که در کیسه‌های پلاستیکی و بسته‌بندی مواد غذایی یافت می‌شود.

او گفت که تحقیقات بیش‌تری مورد نیاز بود، اما این یافته‌ها قابل توجه بودند، زیرا توانستند به یافتن راه‌حلی برای تخریب بعضاً پلاستیک‌هایی که «بازیافت آن‌‌ها سخت است» کمک کند.

او گفت که تحقیق در مورد اینکه چگونه میکروب‌ها و آنزیم‌ها بر پلاستیک‌ها تأثیر می‌گذارند پیش از این یک زمینه مطالعاتی موجود است، اما او معتقد بود که نقش بالقوه گاوها تاکنون کشف نشده بود.

او گفت: “این معده اول در مقایسه با سایر آنزیم های آزمایش شده در ۱۰ سال گذشته بسیار کارآمد بود.”

او گفت اگر در مقیاس تولید شود، در ابتدا معده اول می تواند به عنوان محصول جانبی صنعت گوشت و لبنیات به دست آید.

او افزود: “اما تولید آنزیم‌های معتبر و حتی افزایش بیش‌تر فعالیت آن‌ها با استفاده از مهندسی ژنتیک در طولانی‌مدت آن را منطقی‌تر خواهد ساخت”

پروفسور Richard C. Thompson، رئیس International Marine Litter Research Unit در دانشگاه Plymouth انگلستان، که در این مطالعه شرکت نداشت، به CNN گفت که استفاده از میکروب‌های مربوط به گاوها بدیع بود اما مفهوم گسترده‌تر تخریب پلاستیک با استفاده از ماده آلی موضوع جدید نبود.

“اکثر پلاستیک های متداول در برابر تجزیه زیستی بسیار مقاوم هستند و این از یک طرف مزیت ایجاد می‌کند. در حالی که پلاستیک استفاده می‌شود- مانند تلفن همراهی که اکنون از آن استفاده می کنم یا قطعات سبک‌‌وزن در هواپیما یا حتی یک بطری آبلیمو، ما می خواهیم پلاستیک دوام بیاورد.

اما چالش این است که وقتی با این مورد تمام می‌کنید چه اتفاقی می‌افتد – و اینجاست که تجزیه زیستی اغلب به عنوان بخشی از پاسخ مطرح می‌شود.

مشکل آلودگی پلاستیکی به طور گسترده مستند شده است.

محققان در این مطالعه گفتند که در اروپا، “مصرف گسترده زباله‌های پلاستیکی منجر به انباشت ۸/۲۵ میلیون تن زباله شده است.”

سال گذشته، یک مطالعه جداگانه پیش‌بینی کرد که جهان تا سال ۲۰۴۰، ۷۱۰ میلیون تن پلاستیک خواهد داشت – و این تلاش‌ها برای کاهش، استفاده مجدد و بازیافت محصولات پلاستیکی را در نظر می گیرد.

پلاستیک در برخی از دورافتاده ترین نقاط روی زمین نیز یافت شده است.

تخمین زده می شود که ۱۴ میلیون تن میکروپلاستیک در کف اقیانوس نشسته است، در حالی که پلاستیک در روده یک بی مهرگان کوچک در جزیره ای دورافتاده در قطب جنوب در سال ۲۰۲۰ یافت شد.

لینک خبر:

https://edition.cnn.com/2021/07/02/world/cows-plastic-scli-intl-scn/index.html

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

پلی‌اتیلن پرفروش‌ترین پلاستیک ساخته شده در جهان است. به دلیل خواصی مانند دوام، کاربردهای بسیار متنوع و حتی طولانی‌مدت دارد. تیم پروفسور  Stefan Mecking در دانشکده شیمی در دانشگاه  Konstanz اکنون گروه‌های قطبی را در زنجیره‌های مولکولی این ماده به منظور گسترش یافتن خواص آن و به طور هم‌زمان کاهش ماندگاری مشکل‌ساز پلاستیک در محیط ترکیب کرده‌اند. خواص مناسب مطلوب پلی‌اتیلن پس از آن بدون تغییر باقی می ماند. نتایج این مطالعه آزمایشگاهی در ۲۹ اکتبر ۲۰۲۱ در Science منتشر شده است.

پلی اتیلن یک ماده غیر قطبی و آب‌گریز است که مانند موم ضد آب است. برای گسترش خواص مواد آن، به عنوان مثال با بهبود چسبندگی به سطوح فلزی، مدت‌هاست راه‌هایی را به منظور ترکیب مقدار کمی از گروه‌های قطبی در این مواد در طول سنتز پلی‌اتیلن جستجو می‌کرده‌اند. تا به امروز، این امر بسیار مبهم بوده است از آن جایی که کاتالیزورهای مرسوم که در این فرآیند استفاده می‌شوند توسط شناساگرهای قطبی تخریب می‌شوند.

مقدار کمی مونوکسید کربن و یک کاتالیزور مناسب

محققین دکتری، Maximilian Baur، Tobias O. Morgen و Lukas Odenwald، همراه با محقق فوق دکتری Humboldt، Fei Lin در تیم تحقیق علوم مواد شیمیایی، اینک در به‌کارگیری گروه‌های کتو در زنجیره‌های مولکولی که پلاستیک‌ها از آن تشکیل شده‌اند، موفق شده‌اند. این امر با استفاده از یک کاتالیزور به دست می‌آید که – به دلیل موقعیتش در جدول تناوبی عناصر – با مونوکسید کربن که به عنوان یک شناساگر برای تولید گروه‌های کتو استفاده می‌شود، سازگار است.

یک عامل کلیدی در این فرآیند، مقدار محدودی از گروه‌های کتو به منظور حفظ خواص مکانیکی عادی و مطلوب پلی‌اتیلن مانند دوام را ایجاد می‌کند. Stefan Mecking در پایان می‌گوید: “علم و فناوری مدت‌هاست روشی برای ترکیب چنین گروه‌هایی در زنجیره‌های پلی‌‌اتیلن را جستجو کرده است. دست‌آورد کنونی ما اکنون چشم اندازهای جدیدی را باز می‌کند.”

پلاستیک جدید با تجزیه‌پذیری بهتر

یکی دیگر از ویژگی‌های خاص این است که مقدار محدودی از گروه‌های کتو نیز می‌تواند تجزیه‌پذیری پلاستیک جدید را بهبود بخشد. در مقیاس آزمایشگاهی نشان داده شد که وقتی پلاستیک جدید در معرض نور خورشید شبیه‌سازی شده قرار می‌گیرد، این پلاستیک‌های جدید تخریب زنجیره آهسته‌ای را نشان می‌دهد که در پلی‌اتیلن‌های مرسوم رخ نمی‌دهد. Stefan Mecking با احتیاط اظهار می‌کند: “این ماده یک روی‌کرد جدیدی برای توسعه پلی‌اتیلن غیر پایدار ارائه می‌دهد. قطعاً مطالعات بیش‌تری به منظور درک عمل‌کرد طولانی‌مدت نیز مورد نیاز است.”

ضمناً، این تیم در مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که ماده جدید همان خواص مطلوب مانند پلی‌اتیلن عادی را دارد، تا آن جایی که به مکانیک و فرآیندپذیری مربوط می‌شود.

لینک خبر:

https://phys.org/news/2021-10-plastic-durable-degradable.html

Polyethylene materials with in-chain ketones from

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com